Grob gezogen, fein bearbeitet

Wire

Egal wie dünn Drähte am Ende gezogen werden, es beginnt mit dem Grobzug. Aufgrund der hohen prozessbedingten Umformtemperaturen muss der Schmierstoff dabei einiges wegstecken können.

21. März 2017
Der Grobzug hat es in sich: Hohe Prozesstemperaturen und enorme Ziehkräfte erfordern verlässliche Drahtziehmittel. Bildquelle: Zeller+Gmelin
Bild 1: Grob gezogen, fein bearbeitet (Der Grobzug hat es in sich: Hohe Prozesstemperaturen und enorme Ziehkräfte erfordern verlässliche Drahtziehmittel. Bildquelle: Zeller+Gmelin)

Um hohe Standzeiten im Mehrschichtbetrieb zu ermöglichen, müssen die Drähte auch bei höchster Geschwindigkeit der Drahtziehanlagen sauber und sicher gezogen werden können«, erklärt Wolfgang Kienle, Produktmanager bei Zeller+Gmelin. Als erste Verarbeitungsstufe werden die Drähte bei zirka 900 °C durch Warmwalzen auf die für die Drahtziehanlagen erforderlichen Ausgangsdurchmesser von acht Millimeter gebracht. Walzen ist für das Gefüge die schonendste Bearbeitung und schon dafür werden Schmiermittel von Zeller+Gmelin verwendet, damit das Material nicht an dem Walzwerkzeug haften bleibt. Ein guter Schmiermittelfilm verhindert das so genannte ›Verschweißen‹ des Rohdrahts mit dem Werkzeug und dient außerdem der Kühlung. Die gewalzten Acht-Milimeter-Rohdrähte werden für die Drahtziehanlagen aufgespult (›gecoilt‹).

Die aufgewickelten Rohdrähte kommen in die Drahtziehanlagen – das sind geschlossene Systeme mit mehreren Ziehsteinen, die der Draht in einzelnen Ziehstufen durchläuft, bis er den gewünschten Enddurchmesser (bis auf 0,9 Millimeter herunter) hat. »Damit der Fertigungsprozess sicher ist, müssen die Ziehsteine immer ausreichend geschmiert und gekühlt werden«, betont Produktmanager Kienle. Im Grobzug von Kupferdrähten werden wassermischbare Drahtzugmittel eingesetzt. Sie durchlaufen und umspülen in den flüssigkeitsdichten Anlagen fortwährend sowohl Ziehsteine als auch Drähte.

Mikroorganismen den Kampf ansagen

Einen wichtigen Einflussfaktor in der Praxis stellen Mikroorganismen dar. Die Drahtzieher verwenden zum Nachsetzen der Emulsion meist demineralisiertes VE-Wasser (VE = vollentsalzt). Trotzdem begünstigen die Einflussfaktoren das Wachstum von Mikroorganismen. Insbesondere Bakterien sind allgegenwärtig und finden in Emulsionen oftmals ideale Lebensbedingungen, da Wasser und Nährstoffe zugegen sind und auch optimale Temperaturen herrschen.

Bei hohen Keimzahlen und entsprechenden Bakterientypen kann die Emulsion in negativer Weise insbesondere durch saure Stoffwechselprodukte beeinflusst werden, die zu einem Abfall des pH-Wertes führen. Wird in solch einem Falle nicht durch Korrekturmaßnahmen eingegriffen, zum Beispiel durch die Verwendung eines bakteriziden Wirkstoffes, kann dies zu einer extremen Reduktion des pH-Wertes führen, was eine Spaltung der Emulsion bewirken kann. Durch geschickte Kombination verschiedener Inhaltsstoffe konnte bei der neuen Formulierung laut Hersteller eine hohe Bakterienstabilität erreicht werden.

Zeller+Gmelin hat für Draht aus Kupfer und seinen Legierungen das Grobzugmittel ›Multidraw Cu Rod S‹ entwickelt, das genau diesen negativen Prozesseigenschaften entgegenwirkt. Die Emulsion ist besonders temperaturstabil und sorgt neben der Schmierung für eine gleichmäßige Wärmeabfuhr bei dem spanlosen Umformprozess. Der Einsatz von Bakteriziden im Ziehmittel verhindert die Bakterienbildung erfolgreich, so dass der pH-Wert stabil bleibt und keine Spaltung der Emulsion erfolgen kann.

Trotzdem ist ein ›heißer Draht‹ zum Prüflabor wichtig. »Hier bieten wir einen besonderen Service durch eine turnusmäßige Analyse des Ziehmittels«, verspricht Wolfgang Kienle. ›Sie zeigt neben einigen anderen Parametern vor allem auch den pH-Wert und die Anzahl der Bakterien an.« Auf den Ergebnissen basierend stellen die Anwender ihre Anlagen entsprechend ein.

Wie Praxisbeispiele zeigen, hat die turnusmäßige Überprüfung der Emulsion ihre Vorteile, so dass die Anwender diese in ihrer Drahtziehanlage in der Regel ein Jahr und länger nutzen können. Dadurch verlängern sich die Wechselintervalle und die Kosten werden reduziert.

Schön formuliert

Die Formulierung konnte so abgestimmt werden, dass selbst extrem hohe Konzentrationen an härtebildenden Ionen keine Destabilisierung der Emulsion verursachen. Wie Tests zeigen, ist der Schmierstoff tolerant gegenüber typischen Kationen wie Calcium und Magnesium in hoher Konzentration, sowohl mit als auch ohne Temperaturbelastung. Diese ausgeprägte Stabilität stellt einen deutlichen Fortschritt zum bisherigen Stand dar.

Die Wasser-in-Öl-Emulsion ist sehr schaumarm und überzeugt gerade bei Hartwasser durch eine hohe Stabilität, wie sich in der Praxis zeigt. Eine hohe Elektrolytstabilität zieht eine Erhöhung der Emulsionsstabilität und Lebensdauer nach sich. Im Anlagenbetrieb ist eine saubere Emulsion besonders wichtig. In bestimmten Intervallen durchläuft das Ziehmittel deshalb eine Filteranlage mit Bandfilter. Aufgrund der homogenen Verteilung der Schmutzpartikel auf dem Filtervlies wird sichtbar, wie hoch die Verklumpung tatsächlich ist.

Erschienen in Ausgabe: 02/2017